电工电子技术欢迎学习欢迎学习电工电子技术第第1 1章章 电路分析基础电路分析基础第第2 2章章 正弦交流电路正弦交流电路第第3 3章章 三相交流电路三相交流电路第第4 4章章 磁路与变压器磁路与变压器第第5 5章章 异步电动机及其控制异步电动机及其控制电工电子技术理解电流、电压参考方向的问理解电流、电压参考方向的问 题；掌握基尔霍夫定律及其具体题；掌握基尔霍夫定律及其具体 应用；了解电气设备额定值的定应用；了解电气设备额定值的定 义；熟悉电路在不同工作状态下义；熟悉电路在不同工作状态下 的特点；深刻理解电路中电位的的特点；深刻理解电路中电位的 概念并能熟练计算电路中各点的概念并能熟练计算电路中各点的 电位。电位。电工电子技术1.1 1.1 电路分析基础知识电路分析基础知识 1.2 1.2 电气设备的额定值及电路的工作状态电气设备的额定值及电路的工作状态 1.3 1.3 基本电路元件和电源元件基本电路元件和电源元件 1.4 1.4 电路定律及电路基本分析方法电路定律及电路基本分析方法 1.5 1.5 电路中的电位及其计算方法电路中的电位及其计算方法 1.6 1.6 叠加定理叠加定理 1.7 1.7 戴维南定理戴维南定理电工电子技术 1.1 1.1 电路分析基础知识电路分析基础知识1 1、导体、绝缘体和半导体、导体、绝缘体和半导体原子核原子核中有质子和中 子，其中质子带正电， 中子不带电。绕原子核高速旋转 的电子带负电。自然界物质的电结构：电子正电荷正电荷负电荷负电荷= =原子结构中原子结构中：原子核导体的外层电子数很少且距 离原子核较远，因此受原子核 的束缚力很弱，极易挣脱原子 核的束缚游离到空间成为自由 电子，即导体的特点就是内部 具有大量的自由电子。原子核半导体的外层电 子数一般为4个，其 导电性界于导体和绝 缘体之间。原子核绝缘体外层电子数通常为8个， 且距离原子核较近，因此受到原 子核很强的束缚力而无法挣脱， 我们把外层电子数为8个称为稳 定结构，这种结构中不存在自由 电子，因此不导电。电工电子技术当外界电场的作用力超过原子核对外层 电子的束缚力时，绝缘体的外层电子同样 也会挣脱原子核的束缚成为自由电子，这 种现象我们称为“绝缘击穿”。绝缘体一旦 被击穿，就会永久丧失其绝缘性能而成为 导体。1、绝缘体是否在任何条件下都不导电？ 2、半导体有什么特殊性？半导体的导电性虽然介于导体和绝缘体之间，但半 导体在外界条件发生变化时，其导电能力将大大增强 ；若在纯净的半导体中掺入某些微量杂质后，其导电 能力甚至会增加上万乃至几十万倍，半导体的上述特 殊性，使它在电子技术中得到了极其广泛地应用。电工电子技术负载：2 2、电路的组成与功能、电路的组成与功能电路电路 由实际元器件构成的电流的通路。（1 1）电路的组成电路的组成电源：电路中提供电能的装置。如发电机、蓄电池等。在电路中接收电能的设备。如电动机、电灯等 。中间环节： 电源和负载之间不可缺少的连接、控制和保护 部件，如连接导线、开关设备、测量设备以及 各种继电保护设备等。电工电子技术电路可以实现电能的电路可以实现电能的 传输、分配和转换。传输、分配和转换。电力系统中：电子技术中：电路可以实现电信号的电路可以实现电信号的 传递、存储和处理。传递、存储和处理。（2 2）电路的功能）电路的功能电工电子技术3 3、电路模型和电路元件、电路模型和电路元件电源负 载实体电路中间环节与实体电路相对应、由理想元件构成的电路图电路图，称为 实体电路的电路模型电路模型。电路模型负载电源开关连接导线SRL+ U IUS+_R0电工电子技术白炽灯的电 路模型可表 示为：实际电路器件品种繁多，其电磁特性多元而复杂，采取 模型化处理可获得有意义的分析效果。iR R L消耗电消耗电能能的电 特性可用电阻电阻 元件元件表征产生产生磁场磁场的电 特性可用电感电感 元件元件表征由于白炽灯中耗能 的因素大大于产生 磁场的因素，因此 L 可以忽略。理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其 电特性单一、确切，可定量分析和计算。白炽灯电路白炽灯电路电工电子技术RC+US 电阻元件电阻元件 只具耗能 的电特性电容元件电容元件 只具有储 存电能的 电特性理想电压源理想电压源 输出电压恒 定，输出电 流由它和负 载共同决定理想电流源理想电流源 输出电流恒 定，两端电 压由它和负 载共同决定L电感元件电感元件 只具有储 存磁能的 电特性IS理想电路元件分有无源和有源两大类理想电路元件分有无源和有源两大类无源二端元件 有源二端元件 电工电子技术必须指出，电路在进行上述模型化处理时是有条件的： 实际电路中各部分的基本电磁现象可以分别研究，并且相 应的电磁过程都集中在电路元件内部进行。这种电路称为 集中参数集中参数元件的电路。 集中参数元件的特征集中参数元件的特征 1. 电磁过程都集中在元件内部进行，其次要因素可以忽略。 如R，L、C这些只具有单一电磁特性的理想电路元件。2. 任何时刻从集中参数元件一端流入的电流恒等于从它另 一端流出的电流，并且元件两端的电压值完全确定。 工程应用中，实际电路的几何尺寸远小于工作电磁波的波 长，因此都符合模型化处理条件，均可按集中假设为前提， 有效地描述实际电路，从而获得有意义的电路分析效果。电工电子技术 4. 4. 电路中的电压、电流及其参考方向电路中的电压、电流及其参考方向 （1）电流电流的国际单位制是安培【A】，较小的单位还有毫安 【mA】和微安【A】等，它们之间的换算关系为：i dq dt=（1-1）1A=101A=103 3mA=10mA=106 6A=10A=109 9nAnAI Qt=（1-2）电荷有规则的定向移动形成电流。电流的大小用电流强 度表征，定义式为：大小、方向均不随时间变化的稳恒直流电可表示为：在电工技术分析中，仅仅指出电流的大小是不够的，通 常以正电荷移动的方向规定为电流的参考参考正方向。电工电子技术直流情况下（2）电压高中物理课对电压的定义是：电场力把单位正电荷从电 场中的一点移到另一点所做的功。其表达式为：注意：注意：变量用小写字母表示，恒量用大写字母表示 。电压的国际单位制是伏特V，常用的单位还有毫伏mV 和千伏【KV】等，换算关系为：1V=101V=103 3mV=10mV=103 3KVKV电工技术基础问题分析中，通常规定电压的参考正方向 由由高电位指向低电位，因此电压又称作电压降。从工程应用的角度来讲，电路中电压是产生电流的根本原 因。数值上，电压等于电路中两点电位的差值。即：电工电子技术 （3）电流、电压的参考方向对电路进行分析计算时应注意：列写电路方程式之前，首 先要在电路中标出电流、电压的参考方向。电路图上电流、 电压参考方向的标定，原则上任意假定，但一经选定，在整 个分析计算过程中，这些参考方向就不允许再变更。aI电源电源 元件元件 U b非关联参考方向非关联参考方向aI负载负载 元件元件 U b关联参考方向关联参考方向实际电源上的电压、电流方向总是非关联非关联的，实际负载上的 电压、电流方向是关联关联的。因此，假定某元件是电源时，应选 取非关联参考方向，假定某元件是负载应选取关联参考方向。电工电子技术在电路图上预先标出电压、电流的参考参考 方向方向，目的是为解题时列写方程式提供依 据。因为，只有参考方向标定的情况下， 方程式各电量前的正、负号才有意义。I为什么要在电 路图中预先标出 参考方向？ + USR0RI设参考方向下US=100V，I=5A，则说 明电源电压的实际方向与参考方向一致； 电流为负值说明其实际方向与图中所标示的参考方向相反。参考方向一经设定，在分析和计算过程中不得随意改动。 方程式各量前面的正、负号均应依据参考方向写出，而电量 的真实方向真实方向是以计算结果和参考方向二者共同确定的。电工电子技术 思考思考 回答回答 1.在电路分析中，引入参考方向的目的是什么？ 2.应用参考方向时，你能说明“正、负”、“加 、减”及“相同、相反”这几对词的不同之处吗 ？电路分析中引入参考方向的目的是：为分析和计算 电路提供方便和依据。应用参考方向时，“ “正、负正、负” ”是指在参考方向下，电 压、电流数值前面的正负号，如某电流为“5A”，说 明其实际方向与参考方向相反相反，某电压为“100V”， 说明该电压实际方向与参考方向一致一致；“ “加、减加、减” ”指参考 方向下电路方程式中各量前面的加、减号加、减号；“ “相同相同” ”是指 电压、电流为关联参考方向关联参考方向，“相反相反”指的是电压、电流 参考方向非关联非关联。 电工电子技术日常生产和生活中，电能（或电功）也常用 度作为量纲：1度=1KWh=1KVAh5. 5. 电能、电功率和效率电能、电功率和效率 （1）电能电能的转换是在电流作功的过程中进行的。因此，电 流作功所消耗电能的多少可以用电功来量度。电功：式中单位：U【V】；I【A】；t【s】时，电功W为焦耳【J】1度电的概念1000W的电炉加热1小时；100W的电灯照明10小时；40W的电灯照明25小时。电工电子技术电功率反映了电路元器件能量转换的本领。如100W的电灯 表明在1秒钟内该灯可将100J的电能转换成光能和热能；电机 1000W表明它在一秒钟内可将1000J的电能转换成机械能。（2）电功率电工技术中，单位时间内电流所作的功称为电功率。 电功率用“P ”表示：国际单位制：U 【V】，I【A】，电功率P用瓦特【W】通常情况下，用电器的实际功率并不等于额定电功率。当通常情况下，用电器的实际功率并不等于额定电功率。当 实际功率小于额定功率时，用电器实际功率达不到额定值，实际功率小于额定功率时，用电器实际功率达不到额定值， 当实际功率大于额定功率时，用电器易损坏。当实际功率大于额定功率时，用电器易损坏。用电器额定工作时的电压叫额定电压，额定电压下的电功额定电压下的电功 率称为额定功率率称为额定功率；额定功率通常标示在电器设备的铭牌数据 上，作为用电器正常工作条件下的最高限值。电工电子技术提高电能效率能大幅度节约投资。据专家测算，建设 1千瓦的发电能力，平均在7000元左右；而节约1千瓦的电 力，大约平均需要投资2000元，不到建设投资的1/3。通 过提高电能效率节约下来的电力还不需要增加煤等一次性 资源投入，更不会增加环境污染。（3）效率电气设备运行时客观上存在损耗，在工程应用中，常把 输出功率与输入功率的比例数称为效率，用“”表示：所以，提高电能效率与加强电力建设具有相同的重要 地位，不仅有利于缓解电力紧张局面，还能促进资源节约 型社会的建立。 电工电子技术想想想想 练练练练1、某用电器的额定值为“220V，100W”，此电器正常工作10 小时，消耗多少焦耳电能？合多少度电？2、一只标有“220V，60W”的电灯，当其两端电压为多少 伏时电灯能正常发光？正常发光时电灯的电功率是多少？ 若加在灯两端的电压仅有110伏时，该灯的实际功率为多 少瓦？额定功率有变化吗？ 3、把一个电阻接在6伏的直流电源上，已知某1分钟单位 时间内通过电阻的电量为3个库仑，求这1分钟内电阻上通 过的电流和电流所做的功各为多少？ 3A3A，1080J1080J3600000J3600000J，1 1度电度电220V220V，60W60W；15W15W，不变。，不变。电工电子技术电路由哪几部分 组成？试述电路 的功能？为何要引入参考 方向？参考方向 和实际方向有何 联系与区别？何谓电路 模型？理想电路元件 与实际元器件 有何不同？如何判断元件 是电源还是负 载？学好本课程，应注意抓好四个主要环节：提前预习、提前预习、 认真听课、及时复习、独立作业。认真听课、及时复习、独立作业。还要处理好三个基本 关系：听课与笔记、作业与复习、自学与互学。听课与笔记、作业与复习、自学与互学。电工电子技